Динамических напряжений

Важное значение также имеет образование плавного перехода металла лицевого и обратного валиков к основному металлу, так как это обеспечивает высокую прочность соединения при динамических нагрузках. В угловых швах также бывает трудно проварить корень шва на всю его толщину (см. рис. 1,6 и в), особенно при сварке наклонным электродом. Для этих швов рекомендуется вогнутая форма поперечного сечения шва с плавным переходом к основному металлу, что снижает концентрацию напряжений в месте перехода и повышает прочность соединения при динамических нагрузках.

Прочность при динамических нагрузках оценивают по ударной вязкости, Дж/м2 (рис. 1.5):

Машиностроительные стали и сплавы специализированного назначения характеризуются их механическими свойствами при низких и высоких температурах; физическими, химическими и технологическими свойствами. Они могут быть использованы для эксплуатации в особых условиях (при температурах ниже О °С, при нагреве, динамических нагрузках и т. п.).

Отливки из высокопрочного чугуна применяют в тяжелом и энергетическом машиностроении, в металлургической промышленности при работе в условиях больших статических и динамических нагрузках. Это детали прокатного, кузнечно-прессового и горнорудного оборудования, а также дизелей, паровых, газовых и гидравлических турбин (прокатные валки, коленчатые валы, корпуса вентилей, паровых турбин и др.) массой от нескольких килограммов до нескольких десятков тонн,,

Магниевые сплавы имеют высокие временное сопротивление (150—350 МПа), относительное удлинение (3—9 %) и твердость (НВ 30—70). Магниевые сплавы хорошо работают при динамических нагрузках, имеют удовлетворительную коррозионную стойкость, способны работать с высокими нагрузками при температурах 200— 300 °С, хорошо обрабатываются резанием. Механические свойства магниевых сплавов значительно повышаются после упрочняющей термической обработки.

Стыковые соединения элементов плоских и пространственных заготовок наиболее распространены. Соединения имеют высокую прочность при статических и динамических нагрузках. Их выполняют практически всеми видами термической и многими видами термомеханической сварки. Некоторая сложность применения сварки с повышенной тепловой мощностью (автоматической под флюсом, плазменной струей) связана с формированием корня шва. В этом случае для устранения сквозного прожога при конструировании соединений необходимо предусматривать съемные и остающиеся подкладки. Другой путь — применение двусторонней сварки, однако при этом необходимы кантовка заготовки и свободный подход к корневой части сварного соединения. При сварке элементов различных толщин кромку более толстого элемента выполняют со скосом для уравнивания толщин, что обеспечивает одинаковый нагрев кромок и исключает прожоги в более тонком элементе. Кроме того, такая форма соединения работоспособнее вследствие равномерного распределения деформаций и напряжений.

Для сварки конструкционных, низкоуглеродистых сталей Для сва.рки ответственных конструк- Для всех видов соединений ций, работающих при статических и динамических нагрузках

детали лучше центрируются на валах и имеют лучшее направление при осевом перемещении; прочность соединения, в особенности при динамических нагрузках, существенно повышается вследствие увеличения суммарной рабочей поверхности зубьев по сравнению с поверхностью шпонки, а также вследствие уменьшения глубины пазов и равномерного распределения нагрузки по окружности вала. Преимущества зубчатого соединения перед шпоночным обусловили его широкое применение в высоконапряженных машинах (автотракторная промышленность, станкостроение, авиастроение и т. п.).

Твердость материала НВ «350 позволяет производить чистовое нарезание зубьев после термообработки. При этом можно получать высокую точность без применения дорогих отделочных операций (шлифовки, притирки и т. п.). Колеса этой группы хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению при динамических нагрузках. Для лучшей приработки зубьев твердость шестерни рекомендуют назначать больше твердости колеса не менее чем на 10—15 единиц:

Введение 0,1—0,2 % V (40ХФА) повышает механические свойства хромистых сталей, главным образом вязкость, вследствие лучшего связывания газов и измельчения зерна без увеличения прокаливае-мости. Эти стали применяют для изделий, работающих при повышен ных динамических нагрузках (шатуны, шестерни).

Хромоникелевые стали. Благодаря большей устойчивости переохлажденного аустенита (см. рис. 150) хромопикелевые стали обладают высокой прокаливаемостью, хорошей прочностью и вязкостью. Их применяют для изготовления крупных изделий сложной конфигурации, работающих при вибрационных и динамических нагрузках. Никель обеспечивает наибольший запас вязкости, а в сочетании с хромом — большую прокаливаемость. Никель, особенно в сочетании с молибденом, сильно снижает порог хладноломкости. Чем выше содержание никеля, тем ниже допустимая температура применения стали и выше ее сопротивление хрупкому разрушению.

3. Постепенный отход от расчетных формул в виде произведения многих коэффициентов, рассматриваемых независимыми, к комплексному определению контактных и изгибных напряжений, статических и динамических напряжений, распределения их по контактным линиям и между парами зубьев в зацеплении.

Рис. 78. К определению динамических напряжений в канате при внезапной остановке

Анализ дислокационных структур, формирующихся в приповерхностном слое при ионной имплантации, показывает, что фактически с помощью пластической деформации в приповерхностном слое толщиной до 100 мкм происходит релаксация напряжений от легируемого в результате внедрения ионов поверхностного слоя толщиной не более нескольких долей микрометра [85]. Такие напряжения являются результатом действия статических и динамических напряжений. Природа напряжений весьма сложна, теоретически ч экспериментально вопрос о

• элементы для расчета статических и динамических напряжений;

Использование при определении реакций связей звена полной или результирующей силы инерции значительно облегчает и упрощает решение. Учет действительной инерционной нагрузки, распределенной по всей массе звена, весьма кропотлив и представляется необходимым только при определении динамических напряжений.

При проектировании судовых турбомашин, работающих с различной частотой вращения ротора, приходится считаться с возможностью попадания лопаток в резонанс. Для снижения динамических напряжений рекомендуется:

Некоторые нежелательные динамические эффекты, такие, например, как увеличение напряжений при взаимодействии отраженных и преломленных волн, могут быть уменьшены при надлежащем проектировании структуры композита. Исследования в этом направлении относятся к теории оптимизации. Разумеется, следует иметь в виду, что исследование динамики представляет собой лишь один аспект (возможно, второстепенный) при выборе структуры композита. В настоящее время известны некоторые результаты для слоистой среды. Установлено, в частности, что на уровень динамических напряжений существенное влияние оказывают такие параметры, как количество слоев, их толщины и свойства материалов. Если некоторые из этих параметров заданы, то остальные можно подобрать таким образом, чтобы для некоторых частных видов структуры и внешней нагрузки растягивающие напряжения были минимальными,

Кокс предложил способ определения динамических напряжений, возникающих в балке под действием груза, падающего на балку с некоторой высоты. Эту задачу он свел к задаче о соударении двух материальных точек, движущихся поступательно, и получил зависимость

Силоизмерение и программирование режима испытаний осуществляются с помощью проволочных датчиков, .наклеиваемых на шейку вала 9. Для динамического расчета такой наладки используются формулы (V. 8), (V. 10) — (V. 12). Цель расчета состоит в таком .выборе моментов инерции масс траверс it и *2, при котором необходимый уровень динамических напряжений в полуоси достигается при минимальных перемещениях и усилиях, развиваемых возбудитедем. Для варьирования моментов инерции и и iz служат съемные диски / и 10 [1]. Асимметрия цикла нагружения данной наладкой не обеспечивается.

Тормоз по рис. 10. 2, б позволяет создавать двухступенчатое торможение, т. е. сначала получить меньший тормозной момент при помощи ЦРТ, а потом больший при опускании груза, что в ряде случаев является существенным. Заметим также, что при одновременном включении обоих цилиндров, создаваемые ими тормозные моменты не складываются, т. е. опасность возникновения чрезмерных динамических напряжений не возникает. Подробно этот тормоз рассмотрен в § 41.

вать поляризационно-оптическии метод в сочетании с хрупкими покрытиями и методом полос муара, что широко практикуется самими авторами в их работах. В книге кратко освещен метод оптически чувствительных покрытий, позволяющий проводить измерения на натурных деталях, но не затронуты интерферо-метрические методы разделения главных напряжений, находящие в настоящее время все более широкое распространение. Во второй половине книги на примерах, разработанных авторами, рассмотрены следующие области приложения метода: плоские задачи, объемные задачи, определение температурных и динамических напряжений. Приводимые примеры представляют собой решение сложных задач, находящих непосредственное практическое приложение, в том числе в новых областях техники, а также задач, названных авторами академическими и предназначающихся для изучения общих закономерностей напряженного состояния или же при возможности их теоретического решения для оценки погрешностей экспериментальных методов.